KR101543788B1 - 기판 및 가압 장치를 구비하는 전력 반도체 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 하우징 및 가압 장치를 구비한 전력 반도체 모듈에 관한 것으로, 상기 기판은 절연체 및 여기에 배치되고 부하 포텐셜 및 보조 포텐셜을 구비하는 구조화된 도체 트랙을 구비하며, 상기 기판은 구조화된 도체 트랙의 영역에서 전력 반도체 구성 요소에 의하여 커버되지 않은 적어도 두 영역에 리세스를 구비한다. 또한, 가압 장치는 기판을 향한 가압장치의 면에 적어도 두 위치에서 리세스를 향해 있고 그 안에 형상적으로 맞게 배치되는 래칭 러그(latching lug)를 구비한다.
Figure R1020080113480
전력 반도체 모듈, 도체 트랙, 가압 장치

Description

기판 및 가압 장치를 구비하는 전력 반도체 모듈{Power semiconductor module having a substrate and a pressure device}
본 발명은 프레임형 절연 하우징, 적어도 하나의 기판, 및 가압 장치를 구비하며, 베이스 플레이트가 없는 콤팩트형 가압 접촉식(pressure-contact-connected) 전력 반도체 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 출발점은 예컨대 DE 197 19 703 A1으로부터 공지된 바와 같은 전력 반도체 모듈이다. 이러한 전력 반도체 모듈은 종래 기술에 따르면 바람직하게는 냉각 부품 상에 직접 조립하기 위하여 내부에 적어도 하나의 전기 절연 기판이 배치되어 있는 하우징으로 구성된다. 기판 자체는 절연체와 이 위에 있는 수 개의 서로 절연 구조화된 금속 결합 트랙 및 여기에 존재하면서 이 결합 트랙과 회로상 적합하게 결합된 전력 반도체 구성 요소로 구성된다. 또한, 공지된 전력 반도체 모듈은 외부 부하 연결부 및 보조 연결부를 위한 연결 요소 및 내부에 배치된 결합 요소를 구비한다.
DE 199 03 875 A1 또는 DE 101 27 947 C1에 공개된 바와 같은 가압 접촉식 전력 반도체 모듈도 역시 공지되어 있다.
처음 언급한 문헌에서, 전력 반도체 모듈은 압력을 인가하기 위한 안정화된 가압 요소로 구성되는 가압 장치를 구비하며, 유리한 중량 및 안정성 비율을 갖고 내부에 금속 코어를 갖는 플라스틱 바디로서 형성되며 전기 절연 성능을 가진다. 또한, 상기 가압 장치는 압력 저장을 위한 탄성 쿠션 요소(elastic cushion element) 및 기판 표면의 분리된 영역에 압력을 인가하기 위한 브릿지 요소(bridge element)를 구비한다. 여기서 상기 탄성 쿠션 요소는 전력 반도체 모듈의 전체 라이프 사이클에 걸쳐 상이한 열 하중에서 일정한 압력비의 유지를 위해 사용된다. 상기 브릿지 요소는 바람직하게는 상기 쿠션 요소를 향한 면을 갖는 플라스틱 바디로서 형성되며, 상기 면으로부터 다수의 가압 핑거(pressure finger)가 기판 표면의 방향으로 연장된다. 기판은 이러한 가압 장치에 의하여 바람직하게는 냉각 부품에서 압력을 받아, 기판과 냉각 부품 사이의 열 전달이 지속적으로 확실히 이루어진다.
DE 101 27 947 C1으로부터는, 부하 연결 요소가 구간에서 근접하게 이웃하여 기판 표면에 대하여 수직으로 배치되고 거기로부터 연장되는 내부 접촉 장치(도체 트랙에 대한 전기적 접촉을 형성하고, 동시에 기판에 압력을 가하여 바람직하게는 냉각 부품에 대한 이의 열적 접촉을 형성함)를 구비하도록 형성된 전력 반도체 모듈이 공지되어 있다. 여기서 압력은 예컨대 상기 언급한 종래 기술에 따른 수단에 의하여 인가된다.
여기서, 이렇게 형성된 베이스 플레이트 없는 전력 반도체 모듈에서는, 기판의 도체 트랙과 내부 접촉 장치의 가압 접촉시 베이스 플레이트의 결여로 인하여 전기 절연 기판이 조립 공정 중 프레임형 하우징에 대한 회전에 대하여 보호되지 않는 것이 단점이다. 하우징에 대한 기판의 회전 공정에서의 하중 효과는 조립 동안 기판의 손상 및 이에 따라 전력 반도체 모듈의 파괴에 이르기까지 성능 손상을 야기할 수 있다.
또한, 부하 연결 요소 및 보조 연결 요소로서 스프링 접촉 요소를 구비하는 이러한 전력 반도체 모듈에서는, 이 스프링 접촉 요소가 이것의 내부 접촉 장치에 의한 압력 인가에 의하여 구조화된 도체 트랙으로부터 미끌어지고 접촉 실패를 야기하여 전력 반도체 모듈의 성능 감소, 극단적으로는 전체 파손을 야기할 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 과제는, 가압 장치 및 조립 공정 중의 회전에 대하여 안정화된 기판을 구비하며 간단하고 저렴한 제조로 얻을 수 있는 전력 반도체 모듈을 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면 상기 과제는 청구항 1의 특징을 갖는 수단에 의하여 해결된다. 바람직한 실시 형태는 종속항에 개시된다.
본 발명 사상은, 회로상 적합하게 결합 배치되는 적어도 하나의 전력 반도체 구성 요소를 갖는 기판, 하우징, 가압 장치, 및 외부로 연장되는 부하 연결 요소와 보조 연결 요소를 포함하는 전력 반도체 모듈을 요건으로 한다. 상기 기판은 절연체를 구비하고, 전력 반도체 모듈의 내측을 향한 상기 절연체의 주표면에는 부하 포텐셜을 갖는 구조화된 도체 트랙이 배치된다. 또한, 상기 기판은 전력 반도체 구성 요소의 제어를 위한 보조 포텐셜을 갖는 구조화된 도체 트랙을 구비한다.
가압 장치는, 압력을 인가하기 위한 가압 요소, 및 바람직하게는 추가로 상기 기판 상에 배치된 도체 트랙 상에 압력을 인가하기 위한 브릿지 요소로 구성되며, 상기 가압 요소는 바람직하게는 동시에 하우징의 커버를 형성하고, 상기 브릿지 요소는 부하 연결 요소가 인도되는 채널형 홈부 및 바람직하게는 추가로 수 개의 가압 핑거를 기판 표면의 방향으로 구비한다. 바람직하게는 상기 가압 장치는 일정한 압력 비의 유지 및 압력 저장을 위한 탄성 쿠션 요소를 구비한다. 예컨대 가압 요소 및 브릿지 요소는 쿠션 요소 없이 일체형으로도 형성될 수 있다. 마찬가지로 예컨대 브릿지 요소는 전력 반도체 모듈의 프레임형 하우징과 일체형으로 형성될 수 있다.
또한, 전력 반도체 모듈은, 외부 및 내부 접촉 장치와, 각각 금속 성형체로서 형성된 부하 연결 요소를 구비한다. 수 개의 부하 연결 요소의 각 외부 접촉 장치는 바람직하게는 기판 표면에 대하여 평행하게 그리고 상기 기판 표면으로부터 이격되어 배치된다. 외부 접촉 장치로부터 연장되는 내부 접촉 장치는 브릿지 요소 내 채널형 홈부에 의하여 바람직하게는 기판 표면에 대하여 수직으로 연장되며 거기서 회로상 적합하게 부하 연결부의 접촉을 형성한다. 또다른 바람직한 가능한 실시 양태로서는 부하 연결부 및 보조 연결부를 전기 전도성 스프링 접촉 요소로서 배치한다.
바람직하게는 기판에서 구조화된 도체 트랙의 영역에서 전력 반도체 구성 요소로 커버되지 않은 적어도 두 영역에 리세스가 존재하며, 이에 상응하게 기판을 향하는 가압 장치의 면에, 바람직하게는 리세스에 상응하게 배치된 래칭 러그(latching lug)의 적어도 두 위치에 브릿지 요소의 가압 핑거가 존재한다. 여기서 리세스 및 이에 상응하게 배치되는 래칭 러그의 최대 면은 가압 핑거의 기판을 향한 면의 최대 면과 상관 관계가 있다. 여기서 리세스의 깊이 및 이에 따라 상기 리세스를 향해 배치된 래칭 러그의 높이는 최소한 기판 상에 배치된 도체 트랙의 깊이의 20％이다. 리세스를 향해 배치된 래칭 러그의 깊이는 최대 치수로 전체 기판의 깊이의 100％로 제한된다.
본 발명에서는, 접촉 장치 및 기판 사이의 역학적 밀폐가 적어도 2 개의 리세스와 이에 상응하게 배치된 적어도 2 개의 래칭 러그의 형상적 밀폐 및/또는 역학적 밀폐를 더 이용하지 않고도 가압 장치에 의하여 동시에 가능함으로써, 본 발명 사상에 따르면 하우징에 대한 기판의 회전이 회피된다는 것이 장점이다.
또한, 도체 트랙의 구조화 공정에서 추가의 비용 없이 리세스를 제조할 수 있다는 것도 장점이다. 이에 따라 바람직하게는 플라스틱 바디로서 형성되는 브릿지 요소의 제조 공정에서 추가의 비용 없이 상기 리세스에 상응하게 배치되는 래칭 러그를 제조할 수 있다.
또한, 내부 접촉 장치가 이의 기판을 향한 면에서 래칭 러그에 의하여 가동되고 상응하게 배치되는 리세스가 기판 상에 배치될 때, 스프링 접촉 요소의 내부 접촉 장치의 측부 미끄러짐을 회피할 수 있다는 것도 장점이다.
이러한 구성의 특히 바람직한 교시는 실시예의 각 개시 부분에 언급되어 있다. 본 발명의 해결 방안은 도 1 내지 6의 실시예에 의하여 다시 설명된다.
도 1은 절연체(10)를 구비하는 기판(1), 상기 기판 상에 배치된 구조화된 도체 트랙(2a, 2b) 및 상기 도체 트랙 상에 배치된 전력 반도체 구성 요소(3a, 3b)를 구비하는 간략히 도시된 베이스 플레이트 없는 전력 반도체 모듈을 도시한다. 또한, 상기 전력 반도체 모듈은 가압 요소(40)와 브릿지 요소(42)를 구비하는 가압 장치(4)를 구비하며; 상기 가압 장치는 일정한 압력비의 유지 및 압력 저장을 위한 쿠션 요소(44)를 추가로 구비한다. 여기서 브릿지 요소(42)는 바람직하게는 기판을 향한 수 개의 가압 핑거(420, 422, 424)를 구비하는 플라스틱 바디로 구성된다. 또한 상기 전력 반도체 모듈(여기서는 점선으로 개략적으로 도시됨)은 하우징(9)을 구비한다.
기판(1)에 배치된 도체 트랙(2a, 2b)은 부하 포텐셜 및 보조 포텐셜을 가지며, 이들은 외측으로 안내되는 부하 연결부(50, 52, 54) 및 보조 연결부(60, 62)와의 전기적 접촉을 위해 사용된다. 여기서 배치된 도체 트랙(2a, 2b) 및 부하 연결부와 보조 연결부 간의 전기적 접촉은 내부 접촉 장치(500, 520, 540)에 의하여 가능하며, 상기 내부 접촉 장치는 구간에서 브릿지 요소 내 채널형 리세스에 의하여 기판 표면에 대하여 수직으로 안내된다.
본 발명에 따른 리세스(7a 내지 7d)는 반도체 구성 요소로 커버되지 않은 적어도 두 영역에서 기판의 구조화된 도체 트랙 상에 존재한다. 예컨대 일부 리세스는 원통형, 또 다르게는 돔형, 원뿔대형 또는 십자형으로 형성된다(여기 횡단면도에서는 구분되지 않게 도시됨). 또한, 일부 리세스(7a, 7c, 7d)는 배치된 구조화된 도체 트랙의 두께의 50％의 깊이를 가지며 또다른 리세스(7b)는 전체 기판 두께의 70％의 깊이를 가진다.
본 발명에 따른 래칭 러그(latching lug; 8a 내지 8d)는 적어도 하나의 가압 핑거의 기판을 향한 면에 본 발명에 따른 리세스(7a 내지 7d)에 상응하는 배치로 존재한다.
도 2는 절연체(10)를 구비한 기판(1) 및 상기 기판 상에 배치된 구조화된 도체 트랙(2a, 2b) 및 본 발명에 따른 리세스(7a)(여기서는 원뿔대형이며 기판의 전체 두께의 70％의 깊이를 갖도록 형성됨)를 구비한 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 제1 실시 양태의 확대된 컷아웃을 측면에서 도시한다. 또한, 기판 표면의 방향으로 수직 연장되는, 리세스(7a)에 상응하게 배치된 래칭 러그(8a)[가압 장치(4, 여기서는 도시되어 있지 않음)와 결합되어 기판(도 2, 도면 우측) 내 리세스와 역학적으로 연결됨] 및 브릿지 요소(42)의 가압 핑거(420)가 도시되어 있다. 여기서 래칭 러그의 깊이는 리세스 깊이의 100％가 아니라 자유 리세스(70)의 나머지 부피이다.
도 3은 절연체(10)를 구비한 기판(1) 및 상기 기판에 배치된 도체 트랙(2a, 2b)을 구비한 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 추가 실시 양태의 확대된 컷아웃을 측면에서 도시한다. 여기서 브릿지 요소(42)는 2 개의 래칭 러그(8c)를 구비한다. 기판 상에는 2 개의 리세스(7d)가 형성되어 있고, 동시에 도체 트랙(2a, 2b)이 상응하여 개재되어 있다. 리세스(7d)가 그 자체로 리세스를 향해 배치된 래칭 러그(8c)보다 넓게 형성될지라도, 2개의 래칭 러그(8c) 사이에 남아 있는 도체 트랙(2c) 부분과 2개의 래칭 러그(8c)가 형상적으로 잘 맞도록 밀착되어 결합된다(도 3, 도면 우측).
도 4는 기판에 배치된 구조화된 도체 트랙(2a, 2b) 및 절연체(10)(평면도에서는 도체 트랙 구조화 영역에서만 보임)를 구비하는 기판(1)의 컷아웃 평면도로 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈(1)을 도시한 것이다. 또한, 예시적인 반도체 구 성 요소(3a) 및 본 발명에 따른 2개의 리세스(7a, 7b)[반도체 구성 요소로 커버되지 않은 두 영역에서 예컨대 기판의 구조화된 도체 트랙 중 하나(2a)에 배치됨]가 도시되어 있으며, 여기서 본 발명에 따른 리세스는 예컨대 원통형으로 형성된다.
도 5는 프레임형 하우징(9), 절연체(10)를 구비한 기판(1)과 상기 기판 상에 배치된 구조화된 도체 트랙(2a, 2b) 및 상기 도체 트랙 상에 배치된 전력 반도체 구성 요소(3a, 3b)를 구비한 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 간략히 도시된 실시 양태를 도시한다. 또한, 금속 성형체로서, 기판 표면에 대하여 평행한 밴드형 부분을 구비하고 스택을 형성하는 부하 연결 요소(50, 52, 54)가 형성되며, 수 개의 부하 연결 요소가 필수적인 절연물(15, 17)에 의하여 서로 이격되어 있다. 필수적인 보조 연결 요소는 재량에 맡겨져 있으므로 이 단면도에는 도시되어 있지 않다.
기판에 압력을 도입하는 가압 장치(4)는 가압 요소(40) 및 부하 연결부로 형성된다. 여기서는 역학적 연결이 기판(1)의 구조화된 도체 트랙(2a, 2b)에 부하 연결부의 내부 접촉 장치에 의하여 직접 실현된다. 본 발명에 따른 리세스(7a, 7b) 및 그 내부에 들어가는 래칭 러그(8a, 8b)는 여기서 돔형으로 형성되며, 상기 내부에 들어가는 래칭 러그는 내부 접촉 장치(500, 520, 540)의 도체 트랙을 향한 면에 부착된다.
도 6은 절연체(10)를 구비한 기판(1)과 상기 기판 상에 배치된 구조화된 도체 트랙(2a, 2b) 및 상기 도체 트랙 상에 배치된 전력 반도체 구성 요소(3a, 3b)를 구비한 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 간략히 도시된 또다른 실시 양태를 도시한다. 여기서, 가압 장치(4)는 가압 요소(40) 및 브릿지 요소(42)로서 형성되며, 상기 브릿지 요소는 전력 반도체 모듈의 프레임형 하우징(9)과 일체형으로 형성되고 상기 가압 장치는 스프링 접촉 요소의 가요성 때문에 쿠션 요소가 생략된다. 또한, 부하 연결 요소(50, 52) 및 보조 연결 요소(60)가 스프링 접촉 요소로서 형성되며, 여기서 구조화된 도체 트랙으로의 전기적 접촉은, 구간에서 브릿지 요소(42) 내 채널형 홈부에 의하여 기판 표면에 대하여 수직으로 연장되는 내부 접촉 장치(54)에 의하여 이루어진다. 본 발명에 따른 리세스(7a, 7b) 및 그 내부에 들어 가는 래칭 러그(8a, 8b)는 원통형으로 형성되며 전체 기판(1)의 두께의 30％의 깊이를 가진다.
대안적으로 또는 추가적으로, 구조화된 도체 트랙에 대한 스프링 접촉 요소(50)의 내부 접촉 장치에는, 도체 트랙 상의 리세스(70a, 70b)와 형상적으로 잘 맞도록 상응하게 배치되는 래칭 러그(80a, 80b)가 부착되어 있다. 이러한 래칭 러그(80a, 80b)는 여기 도시된 스프링의 실시 형태에서 스프링 바디의 연장부로서 형성될 수 있다. 예컨대 금속 와이어로 형성되는 도시되지 않은 코일 스프링에서, 직선형 와이어 부분으로서 형성되는 내부 접촉 장치가 그 자체로 래칭 러그를 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 간략화된 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 제1 실시 양태의 확대된 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 또다른 실시 양태의 확대된 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 또다른 실시 양태의 확대된 단면도이다.
도 5는 하우징을 포함하는 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 간략화된 도면 및 본 발명에 따른 단면의 확대된 컷아웃을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 전력 반도체 모듈의 또다른 실시 양태를 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 기판(substrate)
2a, 2b 도체 트랙(conductor track)
3a, 3b 반도체 구성요소(semiconductor component)
4 가압 장치(pressure device)
6, 60, 62 보조 연결 요소(auxiliary connection element)
7a, 7b, 7c, 7d 리세스(recess)
8a, 8b, 8c, 8d 래칭 러그(latching lug)
10 절연체(insulating material body)
40 가압 요소(pressure element)
42 브릿지 요소(bridge element)
44 탄성 쿠션 요소(elastic cushion element)
50, 52, 54 부하 연결 요소(load connection element)
420, 422, 424 가압 핑거(pressure finger)

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 반도체 구성 요소(3a, 3b)를 가지고, 하우징(9); 가압 장치(4); 상기 하우징의 외부로 연장되는 부하 연결 요소(50, 52, 54)와 보조 연결 요소(6, 60, 62); 및 절연체(10)를 구비하고, 전력 반도체 모듈의 내측을 향하는 상기 절연체의 주표면 상에 부하 포텐셜 및 보조 포텐셜을 갖는 도체 트랙(2a, 2b)이 배치되는 적어도 하나의 기판(1)을 포함하는 전력 반도체 모듈에 있어서,
    상기 기판(1)의 주표면은 적어도 하나의 반도체 구성 요소로 커버되지 않는 적어도 두 영역의 도체 트랙(2a, 2b)에 적어도 2개의 리세스(7a, 7b, 7c, 7d)를 구비하고,
    상기 가압 장치(4)는 상기 기판을 향하는 상기 가압 장치의 면에 상기 리세스 안에 배치되는 적어도 하나의 래칭 러그(latching lug; 8a, 8b, 8c, 8d)를 구비하며,
    상기 래칭 러그는 상기 리세스에 수용되도록 상기 리세스에 상응되게 형성되고,
    압력을 인가하는 가압 요소(40)는 전력 반도체 모듈의 상부 덮개를 형성하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 장치는, 압력을 인가하는 가압 요소(40) 및 브릿지 요소(42) 사이에 배치되는 탄성 쿠션 요소(44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브릿지 요소(42)는 쿠션 요소(44)를 향한 평면형 부분체를 구비한 플라스틱 바디로서 형성되며, 상기 브릿지 요소(42)에 수 개의 가압 핑거(420, 422, 424)가 기판 표면의 방향으로 연장 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 래칭 러그(latching lug)는 원뿔대형, 돔형, 원통형, 십자형 또는 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    부하 연결 요소(50, 52, 54)는, 구간에서 브릿지 요소(42)의 채널형 홈부에 의하여 기판 표면에 대하여 수직으로 배치되고, 기판(1)을 향한 면에 기판 상에 배치된 도체 트랙(2a, 2b)과의 전기적 접촉을 위한 접촉 장치(500, 520, 540)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    하우징(9)은 브릿지 요소(42) 및 적어도 하나의 기판(1)을 프레임형으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    리세스(7a, 7b, 7c, 7d)는 최소 깊이가 기판(1) 두께의 20％이고 최대 깊이가 기판(1) 두께의 100％인 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    리세스를 향해 배치된 래칭 러그(latching lug; 8a, 8b, 8c, 8d)는 최소 깊이가 기판(1) 두께의 20％이고 최대 깊이가 기판(1) 두께의 100％인 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 부하 연결 요소(50, 52, 54)는 그 자체로 가압 장치(4)의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 모듈.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034068B4 (de) * 2008-07-22 2019-07-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
DE102009022659B4 (de) * 2009-05-26 2012-01-19 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Kontakteinrichtung für ein Leistungshalbleitermodul
DE102009046403B4 (de) * 2009-11-04 2015-05-28 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul in Druckkontakttechnik
DE102011076325B4 (de) * 2011-05-24 2016-05-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Kühlanordnung für eine leistungselektronische Komponente mit Subsystemen und einer Kühleinrichtung
US8586420B2 (en) * 2011-09-29 2013-11-19 Infineon Technologies Ag Power semiconductor arrangement and method for producing a power semiconductor arrangement
JP5953790B2 (ja) * 2011-10-12 2016-07-20 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
KR101443972B1 (ko) * 2012-10-31 2014-09-23 삼성전기주식회사 일체형 전력 반도체 모듈
DE102015114191B3 (de) * 2015-08-26 2016-11-03 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen und mit einer Druckeinrichtung und Anordnung hiermit
DE102017219986A1 (de) * 2017-11-09 2019-05-09 Robert Bosch Gmbh Drucksensormodul und Drucksensorvorrichtung mit einem Drucksensormodul

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4772210A (en) 1986-07-14 1988-09-20 Associated Enterprises, Inc. Electrical connector with keying, torsion restraint and latching features
US20070194443A1 (en) 2006-02-13 2007-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor modules having a cooling component and method for producing them

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3180863B2 (ja) * 1993-07-27 2001-06-25 富士電機株式会社 加圧接触形半導体装置およびその組立方法
AU4160096A (en) * 1994-11-15 1996-06-06 Formfactor, Inc. Probe card assembly and kit, and methods of using same
JP2000504150A (ja) * 1996-02-02 2000-04-04 バーグ・テクノロジー・インコーポレーテッド モジュラ構造のケーブル対基板用パワーコネクタ
JP3519211B2 (ja) * 1996-04-18 2004-04-12 日本インター株式会社 複合半導体装置
US6059615A (en) 1997-01-31 2000-05-09 Berg Technology, Inc. Modular cable to board power connector
DE19719703C5 (de) * 1997-05-09 2005-11-17 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Keramiksubstrat
DE19903875C2 (de) * 1999-02-01 2001-11-29 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbleiterschaltungsanordnung, insbesondere Stromumrichter, in Druckkontaktierung
US6337228B1 (en) * 1999-05-12 2002-01-08 Amkor Technology, Inc. Low-cost printed circuit board with integral heat sink for semiconductor package
DE10008572B4 (de) * 2000-02-24 2007-08-09 Infineon Technologies Ag Verbindungseinrichtung für Leistungshalbleitermodule
DE10127947C1 (de) * 2001-08-22 2002-10-17 Semikron Elektronik Gmbh Schaltungsanordnung
DE10213648B4 (de) * 2002-03-27 2011-12-15 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
DE10306643B4 (de) * 2003-02-18 2005-08-25 Semikron Elektronik Gmbh Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102004021122B4 (de) 2004-04-29 2007-10-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4772210A (en) 1986-07-14 1988-09-20 Associated Enterprises, Inc. Electrical connector with keying, torsion restraint and latching features
US20070194443A1 (en) 2006-02-13 2007-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor modules having a cooling component and method for producing them

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